مدل‌سازی و تحلیل کمانش پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی لایه‌ای ناچ دار

پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی لایه‌ای سبک‌وزن، به‌طور فزاینده‌ای در سازه های هوافضایی پیشرفته امروزی و همچنین صنایع دریایی به‌منظور بهبود کارایی ساختاری و عملکردی آن‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند. چنین ساختارهای جدار نازکی، هنگامی‌که در معرض تنش‌های فشاری استاتیکی و دینامیکی واقع می‌شوند، نسبت به پدیده کمانش، حساس و به‌شدت در معرض خطر خواهند بود. ازاین‌رو غالباً مد تخریب مرتبط و معیار بررسی حالت بحرانی و تحلیل دینامیکی این نوع پوسته‌ها بر اساس کمانش می‌باشد. در این پژوهش شبیه‌سازی فرآیند کمانش پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی لایه‌ای ناچدار با استفاده از روش المان محدود صورت پذیرفته است. تاثیر پارامترهایی مانند اندازه، شکل، ضخامت لایه‌های کامپوزیتی، تغییر ارتفاع، شعاع پوسته استوانه‌ای و تغییر محل قرارگیری ناچ بر بار بحرانی بررسی‌شده و سازه بهینه با حداقل وزن معرفی‌شده است. نتایج‌ک مطالعه آزمایشگاهی انجام‌شده توسط نایت و همکارانش بر روی کمانش پوسته‌های استوانه‌ای لایه‌ای از جنس الیاف گرافیت غیر هم‌جهت در‌ک رزین اپوکسی تحت بارگذاری فشاری محوری برای اعتبارسنجی نتایج حاصله بکار گرفته‌شده است. نتایج نشان می دهد که ناچ بیضوی افقی در مقایسه با سایر هندسه‌ها در مساحت‌کسان، مقاومت کمانشی بیشتری را نشان می دهد و همچنین هرچه ناچ به سمت لبه‌های بالایی و پایینی پوسته استوانه‌ای کامپوزیتی نزدیک تر شود مقاومت کمانشی آن افزایش می‌یابد. مطابق نتایج حاصله، افزایش شعاع و ضخامت پوسته‌های استوانه‌ای کامپوزیتی موجب افزایش مقاومت کمانشی آن می‌گردد.